关键词： 石墨烯量子点   制备   光学性质  

摘要： 碳纳米材料由于独特的电学光学性质得到了广泛的关注。其中石墨烯量子点由于好的光学稳定性、丰富的表面修饰、低毒、高的生物相容性等特点被大量学者广泛合成研究。首先介绍了石墨烯量子点的基本合成方法,在此基础上,对石墨烯量子点光学性质的研究现状进行了概述。

关键词： 石墨烯   边缘氧化   分散性  

摘要： 为改善石墨烯的水分散性,将石墨烯粉碎后置于高锰酸钾(KMnO_(4))与硫酸的混合水溶液中低温处理1~4 h,尝试通过一种较温和的氧化方式在石墨烯表面尤其是边缘位置引入含氧集团,调整表面极性;研究中,用紫外-可见光分光光度计评价边缘氧化石墨烯在水中的分散性和稳定悬浮能力,用拉曼光谱、X射线衍射仪、扫描电镜对样品进行微观结构表征。结果表明:KMnO_(4)用量为石墨烯质量的30%、硫酸质量分数70%、冰水浴反应3.5 h时,边缘氧化石墨烯的水分散性能最佳,且氧化处理过程不会过度破坏石墨烯的片层结构,使其仍表现出石墨烯的理化特性。

关键词： 石墨烯   耗散稀释   品质因数   声子晶体   聚焦离子束  

摘要： 室温品质因数低下是石墨烯纳机电谐振器走向工程应用面临的关键瓶颈,欧姆损耗难以完全解释石墨烯室温低品质因数以及品质因数应力调控现象.耗散稀释理论揭示了传统高应力硅基谐振器品质因数调控的内在能量及耗散机制,有望适用于石墨烯类二维材料体系.本文基于Zener滞弹性理论,对比分析高应力石墨烯薄板-薄膜模型下的能量分布与耗散特性,揭示边界处弯曲势能在总弯曲势能中的主导作用,指出薄板模型更适宜分析谐振器能量耗散特性.基于耗散稀释理论,结合石墨烯弯曲刚度特性,构建石墨烯纳机电谐振器耗散稀释理论模型,提出声子晶体软支撑耗散稀释机制.采用三角晶格晶胞构建声子晶体,并以此构建声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器,仿真验证局域态的存在且其品质因数放大因子高于非局域态近5倍,证明了声子晶体软支撑设计提高品质因数的有效性.通过分析局域态的振幅与曲率分布,解释了声子晶体软支撑局域振动能量、抑制耗散的机制.仿真分析品质因数放大因子与软支撑声子晶体层数关系,研究发现仅需2~3层声子晶体即可实现较优局域效果,对谐振器设计具有重要指导意义.针对设计方案,提出了大规模悬空石墨烯背浮法制备工艺与石墨烯声子晶体软支撑结构FIB刻蚀工艺,成功实现了声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器的制备.扫频测试结果表明,声子晶体软支撑石墨烯谐振器品质因数为圆形鼓膜石墨烯谐振器的2.5倍,验证了声子晶体软支撑结构抑制耗散提高品质因数的有效性.本文所建立石墨烯耗散稀释理论模型与声子晶体软支撑耗散稀释机制为石墨烯纳机电谐振器耗散特性研究提供了新思路,所研制声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器为石墨烯纳机电谐振器谐振特性分析、耗散机制研究提供了新平台和新方法.

关键词： 滚动轴承   航天轴承   保持架   多孔材料   自润滑   石墨烯   聚酰亚胺  

摘要： 为提高航天长寿命轴承用多孔聚酰亚胺(PPI)保持架材料的自润滑性能,采用机械混合和原位聚合的方式分别制备了石墨烯(GP)改性多孔聚酰亚胺材料,通过扫描电镜、压汞仪、万能拉伸试验机及摩擦试验机等设备对其微孔性能、力学性能以及摩擦学性能进行分析,结果表明:原位聚合能形成“蜂窝状”多孔结构,有利于制备低孔隙率和小孔径的多孔聚酰亚胺材料;石墨烯含量0.5%时,机械混合和原位聚合工艺所制得复合材料的拉伸强度均最高,较未改性PPI分别提高了13.0%和42.3%;石墨烯含量0.5%和1.0%时,原位聚合试样具有更优异的耐磨性,磨损量较未改性PPI分别降低了73.3%和47.8%。

关键词： 氧化石墨烯   二硫化钼   插层剂   Hg(II)吸附   环境  

摘要： Hg(II)指的是游离的Hg2+及其不稳定的络合物,是厌氧条件下微生物将其转化为毒性更大的甲基汞的主要形式。作为一种超毒性重金属,Hg(II)可对肾脏、肝脏、免疫系统、内分泌系统以及生殖系统造成不可逆的损伤。在此文章中,以氧化石墨烯(GO)为基底,以L-半胱氨酸、钼酸铵、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、葡萄糖为原料,利用水热法于氧化石墨烯(GO)表面原位生长二硫化钼(MoS2)制备GO改性材料(MoS2/GO)。通过扫描电子显微镜(SEM)和x射线光电子能谱(XPS)表征得到MoS2/GO为石墨烯表面原位生长的层状放射性花状结构,对Hg(II)有较好的吸附作用且吸附后MoS2/GO有明显形态变化。MoS2/GO在较宽pH范围内对Hg(II)均有良好的吸附能力,拟二级动力学模型可以更好的描述该吸附过程,这证明MoS2/GO对Hg(II)之间的结合主要为化学作用。Freundlich模型可以很好的描述Hg(II)的吸附行为为多层吸附,PVP作为插层剂起到了一定的作用,25℃下MoS2/GO对Hg(II)的最大吸附容量为868.38 mg/g。该材料原料毒性小、MoS2层间距相对较大,对Hg(II)有着更为优异的去除能力,可较好的应用在含Hg废水处理中。

关键词： 氧化石墨烯   水泥基材料   单轴拉伸性能   微观性能   聚乙烯醇(PVA)纤维  

摘要： 为了提高聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基材料的力学性能,将氧化石墨烯(GO)引入PVA纤维增强水泥基材料中,探究GO掺量在0%~0.05%范围内对材料单轴拉伸性能的影响.结果表明:掺入适量的GO能够有效提高材料的单轴拉伸性能,当GO掺量为0.01%时,28 d时材料的初裂拉伸强度、极限拉伸强度和极限拉伸应变均达到最大值,与未掺GO的对照组相比分别提高了26.97%、31.28%、23.25%;适量的GO可以优化孔隙结构,减少材料内部缺陷,促进水化产物的生成,使微观结构致密化,增强纤维和基体间的界面结合力,从而改善PVA纤维增强水泥基材料的宏观性能.

关键词： 石墨烯   水泥基   压敏性能   破坏荷载   循环荷载   相对湿度  

摘要： 为监测水工混凝土结构的健康状况,制备了自感知石墨烯水泥基复合材料。通过SEM和XRD等对石墨烯水泥基复合材料进行了微观分析,并利用四电极法测量了不同石墨烯掺量复合材料在破坏荷载、循环荷载以及不同相对湿度下的压敏性能。结果表明,石墨烯在水泥基体中分散形成导电网络且石墨烯并不会参与水泥水化反应;复合材料电阻率的降低符合渗流理论;破坏荷载作用下,复合材料电阻率表现出“下降-平衡-剧增”的变化趋势;循环荷载作用下,石墨烯掺量为1.8%、2.0%和2.4%的复合材料表现出良好的压敏性能并在0、50%、70%和90%的相对湿度下具有稳定性和重复性。

关键词： 氧化石墨烯膜   碳纳米管   喷涂   脱盐  

摘要： 二维纳米材料氧化石墨烯(GO)可通过层层堆叠成膜、构建层间毛细孔道,用于脱盐应用。然而,GO膜在运行过程中的渗透性能及其稳定性都有待提升。以亲水的碳纳米管(CNTs)为改性物,在聚多巴胺(PDA)修饰的基膜上交替喷涂多层GO(MLGO)和CNTs,制备出了多元层状复合脱盐膜。当MLGO-CNTs的单位面积质量为72 mg/m^(2)时,复合膜在5 bar操作压力下对1 g/L Na_(2)SO_(4)溶液的盐截留率最高达到92.8%,水通量最高可达到4.8 L/(m^(2)·h·bar),较PDA-MLGO膜提高了71.4%。在400 h的连续错流过滤实验中,复合膜的水通量稳定性高于PDA-MLGO膜。CNTs的管内空间和MLGO-CNTs组装间隙为复合膜引入了有效的渗透通道。

关键词： 石墨烯微纳片   复合密封垫   铺叠   热压成型  

摘要： 密封材料在机械电力、石油化工领域具有广泛的应用,是防止发生泄漏和维护设备正常运行的重要基础元件。石墨烯微纳片因其具有良好的导热性、耐腐蚀性和力学性能,成为关键密封材料之一。实验以石墨烯微纳片为主要填料,以酚醛树脂(PF)和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为黏结剂,结合流延成型和堆叠热压成型技术,分别研究了石墨烯微纳片的含量、黏结剂比例和热压成型压力对复合密封垫的抗拉强度、压缩率和回弹率的影响,探索了石墨烯微纳片复合密封垫的铺叠热压成型工艺。结果表明:当石墨烯微纳片含量为55%、PF/PVB质量比为8∶15、成型压力为15 MPa、成型温度为120℃、保温时间为30 min时,石墨烯微纳片复合密封垫具有最佳的成型工艺性和性能,可制备满足质量要求的石墨烯微纳片复合密封垫。

关键词： 石墨烯   聚对苯二甲酸乙二醇酯   性能  

摘要： 综述了石墨烯改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的制备方法主要有三种:原位聚合法、熔融共混法和表面负载法。前两种是常见的聚合物/无机纳米复合材料的制备方法,后一种则是基于PET作为纤维应用的改性方法。介绍了不同制备方法得到的复合材料的性能特点。指出石墨烯改性PET具有良好的性能提升和应用前景,是一种有潜力的新型复合材料。在未来的研究中,需要进一步探究石墨烯与PET的相互作用机制,优化制备方法,拓展应用领域,并解决材料的生产成本问题,以实现石墨烯改性PET的商业化应用。